刘 承 鑫

(青岛理工大学土木工程学院，山东 青岛 266033)

火灾后混凝土构件的损伤评估及修复

刘 承 鑫

(青岛理工大学土木工程学院，山东 青岛 266033)

介绍了火灾对混凝土构件的致损机理及火灾的发展过程，对其现有的损伤评估及修复方法进行了探讨，针对已有方法不足之处，提出了未来火灾后混凝土构件损伤评估及修复的发展趋势。

火灾，损伤评估，混凝土构件，钢筋

0 引言

众所周知，火灾时刻存在人类的生产生活过程中，具有较高的毁灭性。火灾发生之时，热量通过热传导、热对流、热辐射三种方式进行传输，进而决定混凝土内部温度场分布，导致材料力学性能下降，具体到结构层面表现形式：截面刚度和极限承载能力下降，带来严重的安全隐患。对于抗震区域构筑物，其抗震性能严重退化，为此进行火灾后构件评估和修复显得尤为重要。

因此，分析构件内部的温度场是研究混凝土构件抗火性能和后期损伤评估及修复的前提，具有重要意义。目前针对火灾温度场研究，主要是采用国际标准升温曲线和大量试验回归数据进行数值分析，真实还原结构构件温度场变化情况。

1 火灾后混凝土构件的损伤评估

火灾过程包含复杂的物理和化学变化，对构件的残余力学性能提出严峻的考验。由于混凝土是热惰性材料，热量传输性能较差，从表面到内部各点经受的最高温度也不相同，损伤具有长期性和不均匀性。针对混凝土构件，火灾后的残余力学性能评估一直就是国际公认的难题。

目前，国外专家针对火灾后混凝土构件损伤评估进行了大量研究，研究成果显著，针对具体工程特点，研发了具有针对性的测试方法。我国在此领域也开展了大量前瞻性工作，颁布了《火灾后建筑结构鉴定标准》，目前国内已有火灾检测、评估报告基本以该标准为主线进行编写，应用广泛。查阅分析相关文件资料，基于火灾后混凝土构件外观特征，主要包括：构件表面颜色、裂缝开展程度、挠度变化程度等，作为判断火灾的火场温度及构件灼着温度的主要依据，进行初步鉴定评级，进而通过红外热像技术、抽样试验等校核构件承载力进行详细鉴定评级。但迄今为止，由于火灾蔓延复杂性及检测手段的局限性，仍没有一种方法能完全令人满意。

近些年来，动力检测技术发展迅速，广泛应用于结构损伤识别中，对于定量评价结构构件受损程度具有重要意义。目前，基于动力测试手段进行火灾后混凝土构件损伤性能评估仅停留于科研阶段，主要原因是对测试工具、测试方法、评估方法要求甚高。

2 火灾后混凝土构件的修复

火灾后混凝土构件的修复是基于损伤评估提出，火灾过程之后，钢筋混凝土梁的损伤评估和修复可大致分为3个层级：

1)基于现场已有调查，包含构件外观特征、烧灼物特点、锤击声音等初步鉴定和回弹法、钻心取样等详细鉴定，进而推定结构损伤情况。

2)进行力学层面的校核，通过对混凝土、钢筋的力学性能进行折算，验证火灾后构件变形和承载能力。

3)基于大量的试验、有限元数值模拟、理论验算进而制定修复方案，最后采用已有常见加固措施进行修复。

针对火灾后混凝土构件修复加固，国内外学者提出大量方法和技术，基本原理主要是提高材料力学性能和增大截面刚度。主要包括增大截面面积、粘贴钢板的方法、置换的方法、受损表面喷射混凝土的方法、绕丝的方法、增设钢支撑的方法等。方法众多，修复思路大致相同，但是，从微观角度进行修复的方法甚少。

3 展望

1)火灾后混凝土结构构件的损伤评估及修复是整体性工作，损伤评估方法的好坏直接决定后期修复的效果，故进行损伤评估工作具有重要意义。伴随人工智能、动力测试技术的发展，基于动力测试进行混凝土结构构件定量损伤评估具有不错的发展前景。

2)火灾后混凝土结构构件修复工作，对于保障人民财产安全、节材、节能具有重要意义。伴随可再生混凝土、自愈性混凝土等新型材料的出现，有不错的应用前景。

3)现有文献，针对混凝土构件损伤及修复工作，主要围绕宏观尺度进行，致损机理认识不够全面、深入，故进行微观尺度研究具有重要意义。

4 结语

通过上述总结、论述，我们可以得知：进行火灾后混凝土构件的损伤评估及修复具有重要意义。现有很多损伤评估及修复工作只停留在定性判断位置上，相信不久的将来，伴随着相关损伤识别技术的发展，混凝土构件定量评估、有效性修复等工作会得到真正解决。

[1] 吴 波,唐贵和.近年来混凝土结构抗火研究进展[J].建筑结构学报,2010,31(6):110-121.

[2] 陆洲导,苏 磊.我国混凝土结构火灾(高温)后损伤机理与评估方法的研究进展和发展趋势[J].建筑结构学报,2010(S2):202-209.

[3] 陆洲导,苏 磊,余江滔,等.火灾后混凝土结构检测的方法与发展探讨[J].结构工程师,2010,26(1):131-138.

The damage evaluation and repair of concrete members after fire

Liu Chengxin

(CivilEngineeringSchool,QingdaoTechnologicalUniversity,Qingdao266033,China)

This paper introduced the damage mechanism of fire to concrete member and the fire development process, discussed the existing damage evaluation and repair methods, according to the shortage of existing methods, put forward the future development trend of concrete member damage evaluation and repair after fire.

fire, damage assessment, concrete member, steel bar

1009-6825(2017)20-0043-02

2017-04-25

刘承鑫(1993- )，男，在读硕士

TU375

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